Μέχρι το τέλος αυτού του μήνα θα ξέρουμε αν υπάρχει το Higgs

Μέχρι το τέλος αυτού του μήνα θα ξέρουμε αν υπάρχει το Higgs

Φυσικοί που εργάζονται στον επιταχυντή Tevatron του Fermilab των ΗΠΑ, και οι οποίοι ανταγωνίζονται τους συναδέλφους τους στον επιταχυντή LHC του CERN για την ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς, του λεγόμενου και «σωματιδίου του Θεού», δήλωσαν ότι μέχρι το τέλος του τρέχοντος μήνα θα έχουν αρκετά στοιχεία στη διάθεσή τους, είτε για να βρουν το μυστηριώδες σωματίδιο, είτε για να αποκλείσουν πια την ύπαρξή του.

Εάν η απάντηση είναι όχι, οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο θα πρέπει να επανεξετάσουμε το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής που περιγράφει εδώ και 40 χρόνια τον τρόπο με τον οποίο πιστεύουν ότι λειτουργεί το σύμπαν.

Οι φυσικοί στο Fermilab, κοντά στο Σικάγο, έχουν έρθει σε ένα φιλικό ανταγωνισμό με τους συναδέλφους τους στο CERN, στο οποίο ο γιγάντιος επιταχυντής LHC επιζητεί επίσης το Higgs.

Η υπεύθυνη επικοινωνίας Katie Yurkewicz δήλωσε πως το Tevatron ήταν σε καλό δρόμο για να έχουν μέχρι τις 30 Σεπτεμβρίου τις πληροφορίες εκείνες "για να αποκλείσουν την ύπαρξη ενός μποζονίου Higgs με μάζα στο πιο πιθανό εύρος."

Και οι δύο επιταχυντές, το Tevatron, που λειτουργεί επί 28 χρόνια τώρα, αλλά και ο Large Hadron Collider του CERN, που ξεκίνησε στις 30 Μαρτίου του 2010, έχουν προσπαθήσει να βρουν το μποζόνιο – που προβάλλεται από τους φυσικούς ως το σωματίδιο που έδωσε  μάζα στην ύλη, μετά το Μπιγκ Μπανγκ πριν 13,7 δισεκατομμύρια έτη,  εντός αυτού του εύρους.

Αν τελικά δεν το βρουν,  λένε τώρα οι επιστήμονες, τότε οι πολυεθνικές ερευνητικές ομάδες στα δύο κέντρα θα πρέπει να αρχίσουν να ψάχνουν στα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν για κάτι άλλο – ένα διαφορετικό είδος του Higgs ή κάποιο άλλο σωματίδιο.

Αλλά αν αυτό είναι κάπου εκεί, λέει η Yurkewicz καθώς και ο συνάδελφος της Robert Roser στο Fermilab, ο Tevatron δεν θα είχε αρκετά δεδομένα για να επιβεβαιώσει την ύπαρξή του πριν από τις 30 Σεπτεμβρίου του 2011 – όταν ο αμερικανικός επιταχυντής, που του αρνήθηκαν τα αναγκαία κονδύλια για να συνεχίσει, κλείσει οριστικά.

Οι επιστήμονες στα δύο κέντρα λένε θα πρέπει να γίνουν πολλαπλές θεάσεις του Higgs – η κάθε μία από τις οποίες θα πρέπει να εξεταστεί λεπτομερώς, προκειμένου να εξασφαλισθεί ότι είναι αυτό που φαίνεται να είναι – πριν να μπορεί να ανακοινωθεί η ανακάλυψη επίσημα.

Για να φτάσουν όμως στο συμπέρασμα ότι το Higgs δεν είναι εκεί που πρέπει, είναι πολύ πιο εύκολο.

Στις δύο μηχανές – ο LHC έχει οβάλ σχήμα ενώ το Tevatron κυκλικό αλλά είναι μικρότερο – τα σωματίδια συνθλίβονται μαζί σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, αναδημιουργώντας έτσι το αρχέγονο χάος της ύλης, ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου μετά το Big Bang.

Το αποτέλεσμα αυτών των συγκρούσεων – και υπήρξαν τρισεκατομμύρια από αυτές – έχουν καταγραφεί στο δίσκο του υπολογιστή και μελετούνται από επιστήμονες σε όλο τον κόσμο για την παρουσία οποιουδήποτε ίχνους του Higgs, ένα βασικό στοιχείο του Καθιερωμένου Προτύπου, καθώς και τυχόν νέων φαινομένων.

Οι επιστήμονες στο CERN συλλέγουν στοιχεία από τις συγκρούσεις με ένα συνεχώς αυξανόμενο ρυθμό, αλλά δεν έχουν ακόμη σημειώσει κάτι περισσότερο από ένα φευγαλέο υπαινιγμό ότι μπορεί να υπάρχουν.

"Το μποζόνιο Higgs μέχρι τώρα είναι άγνωστο και κανείς δεν ξέρει πραγματικά με τι θα μοιάζει”, έγραψε η Paulime Gagnon του CERN στο blog της.

"Αλλά αν υπάρχει, και αν είναι αυτό που προβλέπεται από το Καθιερωμένο Μοντέλο, τότε ξέρουμε πώς να ρυθμίσουμε τις παγίδες για να το συλλάβουμε."

Από την πλευρά του CERN, ο Γερμανός γενικός διευθυντής φυσικός Rolf Heuer έχει δηλώσει ότι αναμένεται να υπάρξει ένα οριστικό συμπέρασμα -θετικό ή αρνητικό- για την ύπαρξη του σωματιδίου μέσα στο 2012, στο τέλος του οποίου ο ευρωπαϊκός επιταχυντής έχει προγραμματιστεί να κλείσει για ένα έτος, ώστε να προετοιμαστεί κατάλληλα για τις μελλοντικές συγκρούσεις σωματιδίων με διπλάσια ενέργεια και ταχύτητα από τη σημερινή.

Από την άλλη πάντως, ορισμένοι ερευνητές του CERN εκτιμούν ότι ο τεράστιος όγκος δεδομένων που συνεχώς συλλέγουν, θα τους επιτρέψει να φθάσουν σε ένα πρώτο συμπέρασμα για το αν υπάρχει ή όχι το μποζόνιο του Χιγκς, έως το τέλος του 2011.

Πηγή:  Reuters          Μετάφραση: Physics 4u

Ο μεγάλος φυσικός Peter  Higgs

και λίγη περισσότερη θεωρία....

Μποζόνια: σωμάτια που υπακούουν στη στατιστική Bose-Einstein. Έχουν ακέραιο spin. Μποζόνια είναι όλα τα σωμάτια αλληλεπίδρασης (φωτόνια, γλοιόνια, βαρυτόνια, W+, W_, Z).
Καθιερωμένο πρότυπο (Standart Model) : η θεωρία που περιγράφει τα στοιχειώδη σωματίδια και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις , εκτός της βαρύτητας.Σύμφωνα με αυτό το πρότυπο υπάρχουν 12 στοιχειώδη σωμάτια ( δες φωτογραφία ) 6 λεπτόνια και 6 κουαρκς. Τα στοιχειώδη σωμάτια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με την ανταλλαγή μποζονίων.

Το καθιερωμένο πρότυπο

Μηχανισμός Higgs: εξηγεί πώς τα σωματίδια αποκτούν μάζα και γιατί οι μάζες τους είναι τόσο διαφορετικές. Το σωματίδιο Higgs είναι μία από τις συνιστώσες του πεδίου Higgs και η ύπαρξή του προβλέπεται από το Καθιερωμένο πρότυπο. Η εύρεση του σωματιδίου Higgs θα κλείσει ένα από τα ελάχιστα κενά του Καθιερωμένου προτύπου.
Επειδή ο χρόνος ζωής του σωματιδίου Higgs είναι πάρα πολύ μικρός η ανίχνευσή του θα παρατηρηθεί έμμεσα μέσω των προϊόντων που διασπάται και τα οποία είναι ανιχνεύσιμα.

Το σωματίδιο πήρε το όνομα του από τον Βρετανό επιστήμονα Πίτερ Χιγκς που ήταν ο πρώτος που μίλησε για αυτό πριν από 44 χρόνια. Το μποζόνιο Χιγκς
Στα πειράματα που γίνονται με τον LHC γίνονται συνεχώς προσπάθειες αναδημιουργίας των συνθηκών που επικράτησαν όταν συνέβη η Μεγάλη Έκρηξη και έτσι πιστεύεται ότι είναι πολύ πιθανό να εντοπιστεί εκεί το μποζόνιο. Ο Πίτερ Χιγκς πιστεύει ότι με την χρήση του επιταχυντή στο CERN είναι πλέον θέμα χρόνου για να επιβεβαιωθεί και πειραματικά η ύπαρξη του μποζονίου που φέρει το όνομά του. Ο 82χρονος επιστήμονας ευελπιστεί ότι αυτό θα συμβεί σύντομα ώστε να προλάβει να πάρει στα χέρια του το Νόμπελ Φυσικής που θεωρείται βέβαιο ότι θα λάβει σε περίπτωση που κάνει την εμφάνιση του το μυστηριώδες σωματίδιο.

Στο παραπάνω σχέδιο μπορεί να καταλάβουμε  πώς το σωματίδιο Higgs δημιουργεί τη μάζα των άλλων σωματιδίων. Ο κενός χώρος παρομοιάζεται με μια παραλία γεμάτη με παιδιά. Ένα σωμάτιο που διασχίζει την περιοχή αυτή του χώρου παρομοιάζεται με την άφιξη ενός παγωτατζή. Η αλληλεπίδρασή του με τα παιδιά τον επιβραδύνει και τον κάνει να συμπεριφέρεται σα να απόκτησε μάζα.

Συχνά το σωματίδιο Higgs αναφέρεται ως σωματίδιο του Θεού. Αυτός ο χαρακτηρισμός ποτέ δεν δίνεται από επιστήμονες αλλά είναι μια "εξυπνάδα" των ΜΜΕ που εκμεταλλεύτηκαν (με κάκιστο τρόπο) ένα εκλαϊκευτικό βιβλίο του Lederman με αντίστοιχο τίτλο. Μάλιστα, είναι ενδιαφέρον να ακουστεί πώς μπήκε αυτός ο τίτλος ("The God Particle") στο βιβλίο Η αρχική πρόταση του Lederman ήταν "The Goddam Particle", δηλαδή το καταραμένο σωματίδιο, που ο εκδότης δεν το δέχτηκε και το άλλαξε σε God Particle !!!! Αυτά από μια συνέντευξη που είχε δώσει ο ίδιος ο Higgs . Την παραπάνω πληροφορία μου έδωσε ο Ν.Δ. Τράκας Αναπληρωτής καθηγητής του ΕΜΠ.